Podle Sensereceptornews.com

Vědci z  Rice University v Houstonu vytvořili nový „živý“, přitom ale syntetický materiál z geneticky upravených bakteriálních buněk, které jsou schopny se autonomně sestavit do makroskopických struktur, které lze naprogramovat tak “, aby třeba absorbovaly nějaké kontaminanty (jako jsou například těžké kovy) ze svého okolního prostředí.

---

Tým vědců z Rice University v Houstonu vytvořil nový syntetický materiál z geneticky upravených bakteriálních buněk, které jsou schopny se samy sestavit— “zdola nahoru” — až do makroskopických struktur. Vědci říkají, že tento nový materiál, což je typ uměle vytvořeného, ale přitom živého materiálu (nebo JILM), “který lze naprogramovat třeba tak, aby absorboval kontaminanty ze svého okolního prostředí, nebo aby katalyzoval biologické reakce,” a “který by mělo být relativně snadné upravit… pro optické, elektrické, mechanické, tepelné, transportní a katalytické aplikace.”

Vědci, pracující ve  výzkumné laboratoři stejného jména Caroline Ajo-Franklin na univerzitě nastínili svůj nový materiál ELM ve studii publikované ve vědeckém magazínu Nature „Přírodní komunikace“. Berou na vědomí tuto práci “poskytuje genetické nástroje, pravidla návrhu a montáže a platformu” pro pěstování JILM, které mohou mít řízeny jak svoje tvary, tak funkce.

Podle Agentury pro obranné pokročilé výzkumné projekty (nebo DARPA), která částečně financovala tento výzkum, tak materiály ELM lze považovat za “stavební materiály, které kombinují strukturální výhody tradičních stavebních materiálů s adaptivními výhodami živých materiálů.” Umožňují tak sloučení zdánlivě inertních biologických materiálů, jako je dřevo, nehty, kosti atd., s živými buněčnými tkáněmi a orgány a takto nám pak umožňují si “vypěstovat materiály na vyžádání přesně tam, kde jsou potřeba.”

K vytvoření jejich jedinečného materiálu ELM vědci geneticky upravili bakterie Caulobacter crescentus. C. crescentus, který je široce distribuován ve sladkovodních jezerech a potocích a který je schopen žít z velmi malých množství živin, a který se již dříve ukázal jako relativně snadno geneticky modifikovatelný, a proto se v tomto kontextu používá.

Jako poznámky v tiskové zprávě výzkumníci z Rice University uvedli, že upravili C. crescentus k vytvoření jedinečné verze proteinu, který zcela přirozeně produkuje, což vytváří jev, že “pokrývá svou vnější membránu něčím, co připomíná šupiny na kůži hada.” Vědci tvrdí, že vyvinuli proteinový derivát “s charakteristikami nejen příznivými pro vytváření ELM materiálů…, ale také poskytujícími značky pro budoucí funkcionalizaci.” Vědci nazvali tuto jedinečnou expresi proteinu jako “růst zdola nahoru de novo,” což v podstatě znamená, že materiál je vyroben od začátku.

V případě tohoto BUD-ELM materiálu vyrobeného z geneticky modifikovaných C. crescentus, vědci jej dokázali sušit až po dobu tří týdnů a ve 33% případů ho stále ještě regenerovat, přičemž si stále zachoval svoji schopnost růstu. Vědci ve svém článku tvrdí, že byli schopni shromáždit materiál z více kultur a vytvořit z nich “kohezní pastu… která byla následně extrudovatelná přes injekční stříkačky s různými průměry.. .” Tým také experimentoval se smícháním materiálu BUD-ELM se skleněným práškem za vzniku „pasty“ a “cementovacím činidlem” to dokázali nechat ztvrdnout do pevného kompozitu.

“Chtěli jsme dokázat, že je možné pěstovat materiály z buněk podobně, jako když strom roste ze semene,” Sara Molinari, postdoktorandský výzkumník v Ajo-Franklinově laboratoři a hlavní autor této studie uvedl v tiskové zprávě.: “Transformační aspekt ELM materiálů spočívá v tom, že obsahují živé buňky, které umožňují materiálu samosestavit se a samoopravit se v případě poškození. Navíc mohou být dále navrženy tak, aby vykonávaly nenativní funkce, jako je například dynamické zpracování vnějších podnětů.”

Ajo-Franklin ve vydání magazínu Nature dodal, že “Jedním z jejich snů je použít tento materiál k odstranění těžkých kovů, jako je například kadmium, z vody, a když pak dosáhne konce své životnosti, tak jen vytáhnout malou část a na místě si ji znova vypěstovat jako čerstvý materiál,” Vedoucí laboratoře prohlásil “že bychom to mohli udělat s naprosto minimálními zdroji, je pro mě opravdu zajímavý nápad.”